--> Ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû. Ôèçèêà

 


Ñîäåðæàíèå

Ãëàâíàÿ >> Ôèçèêà. 11 êëàññ. Ïóðûøåâà

Ãëàâà 3. Ýëåêòðîìàãíèòíûå êîëåáàíèÿ è âîëíû

 


§ 23. Ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû (îêîí÷àíèå)

Îïûòû Ãåðöà

4. Ñóùåñòâîâàíèå ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí âïåðâûå áûëî ýêñïåðèìåíòàëüíî äîêàçàíî íåìåöêèì ôèçèêîì Ãåíðèõîì Ãåðöåì (1857—1894) â 1886 ã.

Äëÿ èíòåíñèâíîãî èçëó÷åíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí íåîáõîäèìî ïîëó÷èòü ýëåêòðîìàãíèòíûå êîëåáàíèÿ äîñòàòî÷íî âûñîêîé ÷àñòîòû. ×åì âûøå ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ, òåì áîëüøå íàïðÿæ¸ííîñòü ïîðîæäàåìîãî èì ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ. È ÷åì âûøå ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ, òåì áîëüøå èíäóêöèÿ ïîðîæäàåìîãî èì ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Ïîýòîìó ñ óâåëè÷åíèåì ÷àñòîòû ýëåêòðîìàãíèòíûõ êîëåáàíèé óâåëè÷èâàåòñÿ èíòåíñèâíîñòü èçëó÷àåìûõ âîëí.

Âàì èçâåñòíî, ÷òî ýëåêòðîìàãíèòíûå êîëåáàíèÿ ìîæíî ïîëó÷èòü ñ ïîìîùüþ êîëåáàòåëüíîãî êîíòóðà. Èç ôîðìóëû ñîáñòâåííîé ÷àñòîòû êîëåáàòåëüíîãî êîíòóðà âèäíî, ÷òî, óìåíüøàÿ èíäóêòèâíîñòü è ¸ìêîñòü ýòîãî êîíòóðà, ìîæíî ïîâûñèòü ÷àñòîòó ïðîèñõîäÿùèõ â í¸ì êîëåáàíèé.

Îäíàêî îáû÷íûé êîëåáàòåëüíûé êîíòóð äàæå ïðè âûñîêîé ÷àñòîòå äîñòàòî÷íî ñëàáî èçëó÷àåò ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû.  í¸ì ìàãíèòíîå ïîëå ñîñðåäîòî÷åíî â î÷åíü ìàëîé îáëàñòè ïðîñòðàíñòâà âíóòðè êàòóøêè, à ýëåêòðè÷åñêîå — ìåæäó ïëàñòèíàìè êîíäåíñàòîðà. Âäàëè îò êîíòóðà ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ ïðàêòè÷åñêè íåò. Ïîýòîìó äëÿ âîçáóæäåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí èñïîëüçóþò îòêðûòûé êîëåáàòåëüíûé êîíòóð, êîòîðûé ïîëó÷àþò èç çàêðûòîãî, îäíîâðåìåííî óìåíüøàÿ ÷èñëî âèòêîâ â êàòóøêå, à òàêæå óìåíüøàÿ ïëîùàäü îáêëàäîê êîíäåíñàòîðà è ðàçäâèãàÿ èõ.

Ïðèáîð Ãåðöà äëÿ ïîëó÷åíèÿ è èçëó÷åíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí, íàçâàííûé âèáðàòîðîì Ãåðöà, ïðåäñòàâëÿë ñîáîé îòêðûòûé êîëåáàòåëüíûé êîíòóð, ñîñòîÿùèé èç ïðîâîäíèêà ñ âîçäóøíûì ïðîìåæóòêîì ïîñåðåäèíå — ðàçðÿäíèêîì (ðèñ. 86). Íà âèáðàòîð âîçëå ðàçðÿäíèêà ïîäàâàëîñü âûñîêîå íàïðÿæåíèå, è â ðàçðÿäíèêå ïðîñêàêèâàëà èñêðà. Ïðè óñêîðåííîì äâèæåíèè ýëåêòðè÷åñêèõ çàðÿäîâ â ðàçðÿäíèêå âîçíèêàëà ýëåêòðîìàãíèòíàÿ âîëíà, êîòîðàÿ ðàñïðîñòðàíÿëàñü â ïðîñòðàíñòâå.

    âèáðàòîð Ãåðöà

Äëÿ ïðè¸ìà ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí Ãåðö èñïîëüçîâàë òàêîé æå ïðè¸ìíûé âèáðàòîð (ðåçîíàòîð), ÷òî è èçëó÷àþùèé. Âîëíà, ïîïàäàÿ íà ïðè¸ìíûé âèáðàòîð, âîçáóæäàëà â í¸ì âûíóæäåííûå êîëåáàíèÿ òîé æå ÷àñòîòû. Ïðè ýòîì â âîçäóøíîì ïðîìåæóòêå ïðè¸ìíîãî âèáðàòîðà ïîÿâëÿëèñü èñêîðêè. Ïðèíèìàåìûé ñèãíàë áûë ñëàáåå èçëó÷àåìîãî, ïîýòîìó äëÿ åãî óñèëåíèÿ Ãåðö óñòàíàâëèâàë âèáðàòîð è ðåçîíàòîð âäîëü ãëàâíîé îïòè÷åñêîé îñè âîãíóòûõ çåðêàë. Ñ ïîìîùüþ ñâîåãî ïðèáîðà Ãåðö ïîëó÷èë ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû äëèíîé 30 ñì.

Çíàÿ ÷àñòîòó ýëåêòðîìàãíèòíûõ êîëåáàíèé âèáðàòîðà ν è äëèíó ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëíû λ, Ãåðö âû÷èñëèë ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí ñ ïî ôîðìóëå

    ñ = λν.

Ãåðö óñòàíîâèë, ÷òî îäíèì èç ñâîéñòâ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí ðàâíà ñêîðîñòè ñâåòà, çíà÷åíèå êîòîðîé ñ ≈ 3 • 108 ì/ñ. Ýòîò ôàêò áûë òåîðåòè÷åñêè ïðåäñêàçàí Ìàêñâåëëîì.

    Âîïðîñû äëÿ ñàìîïðîâåðêè

1. Ïðè êàêèõ óñëîâèÿõ âîçíèêàåò ýëåêòðîìàãíèòíàÿ âîëíà? ×òî ñîáîé ïðåäñòàâëÿåò ýëåêòðîìàãíèòíàÿ âîëíà?

2. Êàê ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû?

3. ×òî ñîáîé ïðåäñòàâëÿåò îòêðûòûé êîëåáàòåëüíûé êîíòóð?

4. Êàêîâû ðåçóëüòàòû îïûòîâ Ãåðöà?

    Óïðàæíåíèå 19

1. Èíäóêòèâíîñòü êàòóøêè ïðè¸ìíîãî êîíòóðà ðàäèîïðè¸ìíèêà ðàâíà 2 ìêÃí. Êàêóþ ¸ìêîñòü äîëæåí èìåòü êîíäåíñàòîð, åñëè ðàäèîïðè¸ìíèê ïðèíèìàåò ñèãíàë, äëèíà âîëíû êîòîðîãî 800 ì?

2. Êàêîâ äèàïàçîí äëèí âîëí ðàäèîïðè¸ìíèêà, åñëè èíäóêòèâíîñòü êàòóøêè êîëåáàòåëüíîãî êîíòóðà ïîñòîÿííà è ðàâíà 36 ìêÃí, à ¸ìêîñòü êîíäåíñàòîðà ìîæíî èçìåíÿòü îò 16 äî 144 ïÔ?

    Îòâåòû

1. 0,09 ìêÔ.

2. 45,2—135,6 ì.

<<< Ê íà÷àëó

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->